CN103742666B - 一种撑开式轨道球阀 - Google Patents

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Abstract

一种撑开式轨道球阀包括有：阀体（1）、阀芯（2）、螺栓导销（3）、阀盖（4）、阀杆（5）、手轮（6）、螺母（7）、锁紧螺母（8）、弹性垫片（9）、上圆锥体（10）、下圆锥体（11）。阀体（1）与阀盖（4）采用螺栓紧固连接；阀芯（2）装配在阀体（1）的阀腔（1-2）中；上圆锥体（10）和下圆锥体（11）与阀芯（2）配合；阀杆（5）与上圆锥体（10）和下圆锥体（11）反向螺纹配合；螺栓导销（3）安装在阀盖（4）上并且与轨道槽（10-1）配合；锁紧螺母（8）紧固在与上圆锥体（10）相配的阀杆（5）螺纹的顶部。本发明通过采用阀杆（5）与上圆锥体（10）和下圆锥体（11）反向螺纹配合和轨道槽（10-1）的结构具有密封面比压分配均匀，密封面无摩擦，启闭力矩小，阀杆行程短等特点。

Description

一种撑开式轨道球阀
技术领域
本发明涉及一种球阀，特别涉及的是一种撑开式轨道球阀。
背景技术
工业生产中，球阀已经广泛地应用在石油、化工、冶金、电力、轻工、制药等领域。撑开式轨道球阀具有流通面积大、流阻小、自锁抗振性好、耐高温、耐高压等优点因而使用广泛。但是现在的多数撑开式轨道球阀仍然存在双向密封性能差、密封面比压分配不均匀、密封面易磨损、阀杆行程长、使用寿命短等问题。
中国专利201020237465.6，公开了一种无磨损撑开式球阀，该阀门是在球体两侧设计加工燕尾槽，在与之配合的阀板上加工出相应的配合燕尾槽，而且阀杆上设计有轨道结构，这种结构导致阀杆的行程长。此外，从机械结构上考虑，此种结构的球体的尺寸往往是不够的，所以球体直径通常要大于现有的常规球体的直径。然而球体直径的增大，会导致阀门的体积增大，导致阀门变得笨重，增加阀门的成本。
中国专利201010585823.7，公开了一种撑开式金属密封球阀，该球阀的球体分为两瓣式结构，球体中心处开设有圆锥孔，能够实现与阀杆的配合，阀杆的一端为锥塞，通过对阀杆使加压力来实现球体的撑开与密封。这种结构主要存在密封面密封比压分布不均匀，阀体上下端面与球体之间的压力不同，使得球体上下密封处的磨损不同，导致密封面之间的配合不可靠，影响阀门的寿命。
发明内容
为了弥补现有撑开式球阀技术的不足，本发明公开了一种阀门密封面比压均匀、双向密封性能好、阀杆行程短的撑开式轨道球阀。
本发明采用以下技术方案：
一种撑开式轨道球阀包括：阀体、阀芯、阀盖、阀杆、手轮、螺母。其特征是：阀盖与阀体采用螺栓紧固连接；阀体为两片式结构，阀体中设计有阀腔和流道，流道与阀腔贯通，阀腔中装配有阀芯；阀芯是相互对称的两瓣球体式结构，阀芯设计有阀芯流道，在与阀芯流道垂直的阀芯中心线上，上端设计有上圆锥孔和上滑槽，下端设计有下圆锥孔和下滑槽，其中上圆锥孔和下圆锥孔均与阀芯流道贯通，上滑槽与上圆锥孔贯通，下滑槽与下圆锥孔贯通；下圆锥体的外表面设计有下滑块，下圆锥体穿过阀芯上的下圆锥孔，下滑块与下滑槽配合，下圆锥体中心设计有内螺纹，并通过该螺纹与阀杆配合；上圆锥体上段为圆柱体，下段为圆锥体，在圆锥部分设计有上滑块，圆柱部分设计有轨道槽，圆锥部分穿过阀芯上的上圆锥孔，上滑块与上滑槽配合，上圆锥体中心设计有与下圆锥体旋向相反的内螺纹，并通过该螺纹与阀杆配合；螺栓导销安装在阀盖上，螺栓导销与轨道槽配合；弹性垫片安装在上圆锥体圆柱部分的顶端；锁紧螺母紧固在与上圆锥体相配的阀杆螺纹的顶部；阀杆上端安装有手轮，手轮与阀盖相配合并且通过螺母紧固。
本发明所述的撑开式轨道球阀，其上圆锥体上轨道槽为L形轨道槽，轨道槽的间隙大于螺栓导销的直径。
本发明所述撑开式轨道球阀，其阀芯上的上、下滑槽可以是T形滑槽，也可以是燕尾形滑槽等。
本发明所述撑开式轨道球阀的工作过程为：
阀门初始处于关闭状态，这时螺栓导销位于轨道槽竖直导向段的顶端，当阀门在开启时，先顺时针旋转手轮，带动阀杆顺时针转动，由于螺栓导销的作用，上圆锥体沿着阀杆螺纹上升，下圆锥体沿着阀杆螺纹向下运动，在上滑块和下滑块的作用阀芯将向中心收拢，阀芯实现与阀座密封面脱离，密封面之间无摩擦，随着手轮的继续转动，上圆锥体继续上升，当上升一段距离后，弹性垫片与锁紧螺母接触，当螺栓导销到了轨道槽的水平导向段，这时弹性垫片也被压紧，上圆锥体和锁紧螺母处于锁紧状态，这时转动手轮，阀杆将带动上圆锥体和下圆锥体一起转动，在上滑块和下滑块的作用下，将带动阀芯转动，当阀杆转过90度时，螺栓导销恰好到达了轨道槽水平导向段的端部，而此时阀芯也转过90度，实现了对阀门的开启。关闭阀门是上述过程的逆过程。在整个启闭过程中，由于阀杆转动，使得上圆锥体和下圆锥体沿着阀杆分别向不同方向运动，在阀门密封时，由于上圆锥体和下圆锥体分别对阀芯的上圆锥孔和下圆锥孔同时施加主动力，使得在密封时密封面比压分布均匀；当阀门开启时，由于上圆锥体和下圆锥体沿着阀杆远离流道，在滑块作用下阀芯收拢，密封面无摩擦；整个此过程中，阀杆没有上升，缩短了行程，减小了阀体的整体尺寸；由于阀芯与上圆锥体和下圆锥体采用圆锥孔的配合，使阀芯在密封时有一定的自适应调整过程。整个运动过程中该撑开式轨道式球阀具有密封面无磨损，密封面比压均匀，转动力矩小，使用寿命长等特点。
本发明采用采用以上技术方案，具有以下特点有益效果：
1.密封面比压均匀。阀门在密封时，转动阀杆使上、下圆锥体同时沿球体流道方向运动，将球体撑开，实现对阀门的密封，在此过程中，上、下圆锥体同时对球体施加压力，所以密封面比压均匀。
2.密封面无摩擦。上、下圆锥体的滑块与阀芯的滑槽相配合，通过转动阀杆使上、下圆锥的运动，阀芯收拢，实现阀芯与密封面脱离，在转动阀芯时，密封面无摩擦。
3．阀杆零行程。由于阀门工作过程中阀杆只是转动，没有上升，在此过程中只是与阀杆配合的上下圆锥体有移动。由于阀杆行程为零，故阀体整体尺寸减少。
4转动力矩小。由于转动阀芯时，阀芯与密封面脱离，阀芯转动过程中，密封面无摩擦，故转动力矩小。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为阀芯半球体的示意图。
图3为上圆锥体的示意图。
附图中序号：1：阀体；1-1：流道；1-2：阀腔；2：阀芯；2-1：上圆锥孔；2-2：上滑槽；2-3：下圆锥孔；2-4：下滑槽；2-5：阀芯流道；3：螺栓导销；4：阀盖；5：阀杆；6：手轮；7：螺母；8：锁紧螺母；9：弹性垫片；10：上圆锥体；10-1：轨道槽：10-2：上滑块；11：下圆锥体；11-1：下滑块。
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步详述本发明，但本发明不仅限于所述实施例。
一种撑开式轨道球阀包括：阀体（1）、阀芯（2）、阀盖（4）、阀杆（5）、手轮（6）、螺母（7）。其特征是：阀体（1）与阀盖（4）采用螺栓紧固连接；阀体（1）为两片式结构，阀体（1）中设计有流道（1-1）和阀腔（1-2），流道（1-1）与阀腔（1-2）贯通，阀腔（1-2）中装配有阀芯（2）；阀芯（2）是相互对称的两瓣球体式结构，阀芯（2）设计有阀芯流道（2-5），在与阀芯流道（2-5）垂直的阀芯中心线上，上端设计有上圆锥孔（2-1）和上滑槽（2-2），下端设计有下圆锥孔（2-3）和下滑槽（2-4），上圆锥孔（2-1）和下圆锥孔（2-3）均与阀芯流道（2-5）贯通，上滑槽（2-2）与上圆锥孔（2-2）贯通，下滑槽（2-4）与下圆锥孔（2-3）贯通；下圆锥体（11）的外表面设计有下滑块（11-1），下圆锥体（11）穿过阀芯（2）上的下圆锥孔（2-3），下滑块（11-1）与下滑槽（2-4）配合，下圆锥体（11）中心设计有内螺纹，并通过该螺纹与阀杆（5）配合；上圆锥体（10）上段为圆柱体，下段为圆锥体，在圆柱部分设计有轨道槽（10-1），圆锥部分设计有上滑块（10-2），上圆锥体（10）的圆锥部分穿过阀芯（2）的上圆锥孔（2-1），上滑块（10-2）与上滑槽（2-2）配合，上圆锥体（10）中心设计有与下圆锥体（11）旋向相反的内螺纹，并通过该螺纹与阀杆（5）配合；螺栓导销（3）安装在阀盖（4）上，螺栓导销（3）与轨道槽（10-1）配合；弹性垫片（9）安装在上圆锥体（10）圆柱部分的顶端；锁紧螺母（8）紧固在与上圆锥体（10）相配的阀杆（5）螺纹的顶部；阀杆（5）上端安装有手轮（6），手轮（6）与阀盖（4）通过螺母（7）紧固。
本发明所述撑开式轨道球阀的工作过程为：
阀门初始处于关闭状态，这时螺栓导销（3）位于轨道槽（10-1）竖直导向段的顶端，当阀门在开启时，先顺时针旋转手轮（6），带动阀杆（5）顺时针转动，由于螺栓导销（3）的作用，上圆锥体（10）沿着阀杆螺纹上升，下圆锥体（11）沿着阀杆螺纹向下运动，在上滑块（10-2）和下滑块（11-1）的作用下，阀芯（2）将向中心收拢，阀芯（2）实现与阀座密封面脱离，随着手轮（6）的继续转动，上圆锥体（11）继续上升，当上升一段距离后，弹性垫片（9）与锁紧螺母（8）接触，当螺栓导销（3）到了轨道槽（10-1）的水平导向段，这时弹性垫片（9）也被压紧，上圆锥体（10）和锁紧螺母（8）处于锁紧状态，这时转动手轮（6），阀杆（5）将带动上圆锥体（10）和下圆锥体（11）一起转动，在上滑块（10-2）和下滑块（11-1）的作用下将带动阀芯（2）转动，当阀杆（5）转过90度时，螺栓导销（3）恰好到达了轨道槽（10-1）水平导向段的端部，而此时阀芯（2）也转过90度，实现了对阀门的开启。关闭阀门是上述过程的逆过程。在整个启闭过程中，由于阀杆（5）转动，使得上圆锥体（10）和下圆锥体（11）沿着阀杆（5）分别向不同方向运动，在阀门密封时，由于上圆锥体（10）和下圆锥体（11）分别对阀芯（2）的上圆锥孔（2-1）和下圆锥孔（2-3）同时施加主动力，使得在密封时密封面比压分布均匀；当阀门开启时，由于上圆锥体（10）和下圆锥体（11）沿着阀杆（5）远离流道，在滑块作用下阀芯（2）收拢，转动阀芯（2）时，密封面无摩擦；整个此过程中，阀杆（5）没有上升，缩短了行程，减小了阀体的整体尺寸；由于阀芯（2）与上圆锥体（10）和下圆锥体（11）采用圆锥孔的配合，使阀芯（2）在密封时有一定的自适应调整过程。整个运动过程中该撑开式轨道式球阀具有密封面无磨损，密封面比压均匀，转动力矩小，使用寿命长等特点。
最后需要说明的是，本具体实施方式仅用于更好的解释说明本发明而非限制本发明的使用范围。本领域的技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者是等同替换，而不脱离本发明的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (2)

1.一种撑开式轨道球阀，包括：阀体（1）、阀芯（2）、阀盖（4）、阀杆（5）、手轮（6）、螺母（7）；其特征是：阀体（1）与阀盖（4）采用螺栓紧固连接；阀体（1）为两片式结构，阀体（1）中设计有流道（1-1）和阀腔（1-2），流道（1-1）与阀腔（1-2）贯通，阀腔（1-2）中装配有阀芯（2）；阀芯（2）是相互对称的两瓣球体式结构，阀芯（2）设计有阀芯流道（2-5），在与阀芯流道（2-5）垂直的阀芯中心线上，上端设计有上圆锥孔（2-1）和上滑槽（2-2），下端设计有下圆锥孔（2-3）和下滑槽（2-4），上圆锥孔（2-1）和下圆锥孔（2-3）均与阀芯流道（2-5）贯通，上滑槽（2-2）与上圆锥孔（2-2）贯通，下滑槽（2-4）与下圆锥孔（2-3）贯通；下圆锥体（11）的外表面设计有下滑块（11-1），下圆锥体（11）穿过阀芯（2）上的下圆锥孔（2-3），下滑块（11-1）与下滑槽（2-4）配合，下圆锥体（11）中心设计有内螺纹，并通过该螺纹与阀杆（5）配合；上圆锥体（10）上段为圆柱体，下段为圆锥体，在圆柱部分设计有轨道槽（10-1），圆锥部分设计有上滑块（10-2），上圆锥体（10）的圆锥部分穿过阀芯（2）的上圆锥孔（2-1），上滑块（10-2）与上滑槽（2-2）配合，上圆锥体（10）中心设计有与下圆锥体（11）旋向相反的内螺纹，并通过该螺纹与阀杆（5）配合；螺栓导销（3）安装在阀盖（4）上，螺栓导销（3）与轨道槽（10-1）配合；弹性垫片（9）安装在上圆锥体（10）圆柱部分的顶端；锁紧螺母（8）紧固在与上圆锥体（10）相配的阀杆（5）螺纹的顶部；阀杆（5）上端安装有手轮（6），手轮（6）与阀盖（4）通过螺母（7）紧固。
2.根据权利要求1所述的撑开式轨道球阀，其特征是轨道槽（10-2）为L形轨道槽，轨道槽的间隙大于螺栓导销的直径。
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